CN115231772B - 一种二甲基甲酰胺废水生物处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种二甲基甲酰胺废水生物处理方法,属于生物方法处理高浓度二甲基甲酰胺(DMF)废水领域。所述的处理方法中废水依次经过DMF专属固体菌种激活及培养→废水处理,该工艺操作简单、反应高效,可将DMF降解,最终氧化为NH3和CO2,DMF得到降解。可处理进水DMF浓度10000mg/L以下废水,能够进行专业生物降解,DMF降解效率高于99.5%。本发明的方法是对普通生物法的升级加强,扩宽生物处理DMF废水的适用范围。
Description
技术领域
本发明属于生物方法处理高浓度二甲基甲酰胺废水领域,具体涉及一种二甲基甲酰胺废水生物处理方法。
背景技术
N,N-二甲基甲酰胺(DMF)作为重要的化工原料以及性能优良的溶剂,主要应用于聚氨酯、腈纶、医药、农药、染料、石油化工和皮革等各种化工行业中。二甲基甲酰胺(DMF)化学性质稳定,B/C为0.065,难生物降解,具有一定毒性,DMF具有的稳定性高、可生化性差、具有一定毒性等特点,故DMF废水具有污染物浓度高,总氮浓度高,尤其是有机氮浓度高,但氨氮浓度低的特点。因此DMF废水一直被认为是高毒性、难以生物降解的有机工业废水。
目前DMF废水的处理主要采用物理化学方法,如萃取—吸附法、碱性水解法和Fenton氧化法、蒸馏法等,但此类方法处理成本较高、工艺条件复杂、易产生二次污染等方面的影响,应用空间有限。而普通生物法处理DMF废水存在进水浓度限值低,运行不稳定等缺点,故本专利公开了一种二甲基甲酰胺(DMF)废水生物处理方法,可将DMF降解为二甲胺(DMA)和甲酸盐,DMA再进一步转化为一甲胺(MMA),最终氧化为NH3和CO2,DMF得到降解。该方法是对普通生物法的升级加强,扩宽生物处理DMF废水的适用范围。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的问题,公开了一种二甲基甲酰胺(DMF)废水生物处理方法,该工艺操作简单、反应高效,可使进水DMF浓度10000mg/L以下废水,能够进行专业生物降解,DMF降解效率高于99.5%。
本发明是这样实现的:
一种二甲基甲酰胺废水生物处理方法,其特征在于,所述的生物处理方法包括以下步骤:
步骤一、二甲基甲酰胺菌种的激活及培养:
1.1、加入0.3-1‰DMF专属复合菌,葡萄糖1-1.5g/L,自来水,pH7-8,菌种扩培槽中25-35℃曝气培养48h激活菌种,DO 2-4mg/L;
1.2、菌种激活完成后检测菌密度,镜检达到1×109CFU/mL即为完成激活培养。
步骤二、废水处理:
2.1、将调节好pH至7-8的二甲基甲酰胺工艺废水通入DMF生物处理池,控制温度为25~35℃,控制反应时间及溶解氧,DMF生物处理池中加入了10%激活培养后的DMF专属降解菌菌液,并将DMF专属降解菌固载在聚氨酯填料上;
2.2、***启动时进水DMF浓度小于1500mg/L,或COD小于2000mg/L时,补加500mg/LCOD当量碳源;
2.3、按DMF浓度500-1000mg/L梯度提负或COD 1000-1500mg/L梯度提负,COD优先,每批换水50-60%,直至进水负荷为目标进水DMF浓度;满负进水DMF浓度最高可达9000-10000mg/L;
2.3、水力停留时间HRT为:
进水DMF 500-4000mg/L,HRT 24h;
进水DMF 5000-8000mg/L,HRT 48h;
进水DMF 10000mg/L,HRT 72h;
2.4、处理工艺:
当DMF≤6000mg/L,采用好氧生化工艺;好氧反应池已接种了激活后的DMF专属降解菌及70%聚氨酯填料;
当DMF>6000mg/L,采用A/O工艺,厌氧及好氧反应池均已接种激活后的DMF专属降解菌及70%聚氨酯填料。
进一步,所述的步骤2.1~2.3菌种驯化过程中,进水PH为7-8,DMF在降解过程释放氨氮,PH上升,需调节PH至7-8;最佳DMF进水浓度为500-8000mg/L。
进一步,DMF在降解过程释放氨氮,PH上升,需调节PH至7-8;废水处理过程中采用酸性试剂或者碱性试剂调节pH,所述的酸性试剂为硫酸或盐酸,碱性试剂为氢氧化钠或氢氧化钙。
进一步,所述的DMF专属固体菌其特征为:利用粪产碱杆菌、假苍白杆菌、短芽孢杆菌、贝莱斯芽孢杆菌、蜡状芽孢杆菌、水微菌等菌株制备的微生物菌剂按1:1:1:1:1:1的质量比配比而成。
进一步,所述的DMF专属降解菌和聚氨酯填料固载实施方式为:DMF专属降解菌剂按照10%的投加量分2-3批次投加入装有70%的聚氨酯填料反应池中,控制停留时间为24-72h,取样测定COD、DMF指标、氨氮的指标,DMF降解率大于90%后去除效果稳定5-10d,以500-1000mg/LDMF浓度梯度逐步提高进水DMF浓度,每批换水50-60%,直至进水负荷为目标进水DMF浓度。
本发明与现有技术相比的有益效果在于:
1、本发明可全生物法处理高浓度DMF废水,效果好、成本低、无二次污染。
2、本发明使用的DMF专属降解菌,是按独有的专属降解菌配方配比而成,可处理高浓度DMF废水,DMF小于10000mg/L时,能够进行专业生物降解,DMF降解效率高于99.5%。
3、本发明可全生物法处理高浓度DMF废水,可将DMF降解,最终氧化为NH3和CO2,DMF得到降解。
附图说明
图1为本发明实施例2中COD变化图;
图2为本发明实施例2中氨氮变化图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚,明确,以下列举实例对本发明进一步详细说明。应当指出此处所描述的具体实施仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
一种二甲基甲酰胺(DMF)废水生物处理方法,其特征在于,所述的处理方法中废水依次经过DMF专属固体菌种激活及培养→废水处理,具体的实施方案如下:
加入0.3-1‰DMF专属复合菌,葡萄糖1-1.5g/L,自来水,pH7-8,菌种扩培槽中25-35℃曝气(DO 2-4mg/L)培养48h激活菌种;所述的DMF专属固体为粪产碱杆菌、假苍白杆菌、短芽孢杆菌、贝莱斯芽孢杆菌、蜡状芽孢杆菌、水微菌等菌株制备的微生物菌剂按1:1:1:1:1:1配比(质量比)而成;
菌种激活完成后检测菌密度,镜检达到1×109CFU/mL即为完成激活培养。
将工艺废水调节pH=6~9,调整废水的pH。***进水DMF浓度小于1500mg/L(或COD小于2000mg/L,COD优先),可补加500mg/L COD当量碳源;
DMF专属降解菌和聚氨酯填料固载实施方式为:DMF专属降解菌剂按照10%的投加量分2-3批次投加入装有70%的聚氨酯填料反应池中,控制停留时间为24-72h,取样测定COD、DMF指标、氨氮等指标,DMF降解率大于90%后去除效果稳定5-10d,以500-1000mg/LDMF浓度梯度逐步提高进水DMF浓度,每批换水50-60%,直至进水负荷为目标进水DMF浓度;
DMF生物处理工艺可根据废水DMF浓度及现场实际情况选择合适的生化处理工艺:DMF≤6000mg/L,可采用好氧生化工艺;DMF>6000mg/L,可采用A/O工艺,好氧反应池及厌氧反应池均已接种了DMF专属降解菌及70%聚氨酯填料。水力停留时间为:进水DMF 500-4000mg/L,HRT 24h;进水DMF 5000-8000mg/L,HRT 48h;进水DMF 10000mg/L,HRT 72h。
以下列举具体的实例叙述所述的二甲基甲酰胺(DMF)废水生物处理方法的应用:
实施例1
某废水项目DMF浓度2000mg/L,氨氮23-42,凯氏氮319-331mg/L,COD600mg/L。将激活后的DMF专属降解菌按照10%的投加量投加装有70%的聚氨酯填料的好氧处理反应池中,控制停留时间为24h,取样测定COD、氨氮、凯氏氮、DMF指标。分析检测结果显示,好氧出水COD小于50mg/L,COD去除率大于97%,出水有机氮小于20mg/L,DMF可完全降解。
实施例2
某项目概况升级改造前:物化水量408-840m3/d,生化水量720-1200m3/d,,生化配水池COD 3033-4182mg/L,DMF 582mg/L,二级好氧池出水COD 1005mg/L,生化配水池至二级好氧出水COD去除率65-75%,此时好氧出水总氮240-280mg/L,氨氮80-100mg/L,DMF未完全降解。项目改造后:将激活后的DMF专属降解菌按10%分2次投加至一级好氧池、厌氧池、兼氧池、二级好氧A池,投加30d后,生化配水池COD 3990-4630mg/L,DMF 411-562mg/L,二级好氧池出水COD 253mg/L,生化配水池至二级好氧出水COD去除率94%,此时BAF进水总氮26-30mgL,BAF出水氨氮小于10mg/L,DMF已完全降解,如图1~2所示。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进,这些改进也应视为本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种二甲基甲酰胺废水生物处理方法,其特征在于,所述的生物处理方法包括以下步骤:
步骤一、二甲基甲酰胺菌种的激活及培养:
1.1、加入0.3-1‰DMF专属复合菌,葡萄糖1-1.5g/L,自来水,pH7-8,菌种扩培槽中25-35℃曝气培养48h激活菌种, DO 2-4 mg/L;
1.2、菌种激活完成后检测菌密度,镜检达到1×109CFU/mL即为完成激活培养;
步骤二、废水处理:
2.1、将调节好pH至7-8的二甲基甲酰胺工艺废水通入DMF生物处理池,控制温度为25~35℃,控制反应时间及溶解氧,DMF生物处理池中加入了10%激活培养后的DMF专属复合菌菌液,并将DMF专属复合菌固载在聚氨酯填料上;
2.2、***启动时进水DMF浓度小于1500 mg/L,或COD小于2000 mg/L时,补加500 mg/LCOD当量碳源;
2.3、按DMF浓度500-1000 mg/L梯度提负或COD 1000-1500 mg/L梯度提负,每批换水50-60%,直至进水负荷为目标进水DMF浓度;满负进水DMF浓度最高可达9000-10000 mg/L;
2.4、水力停留时间HRT为:
进水DMF 500-4000 mg/L,HRT 24h;
进水DMF 5000-8000 mg/L,HRT 48h;
进水DMF 10000 mg/L,HRT 72h;
2.5、处理工艺:
当DMF ≤6000 mg/L,采用好氧生化工艺;好氧反应池已接种了激活后的DMF专属复合菌及70%聚氨酯填料;
当DMF >6000 mg/L,采用A/O工艺,厌氧及好氧反应池均已接种激活后的DMF专属复合菌及70%聚氨酯填料;
所述的DMF专属复合菌其特征为:利用粪产碱杆菌、假苍白杆菌、短芽孢杆菌、贝莱斯芽孢杆菌、蜡状芽孢杆菌、水微菌的菌株制备的微生物菌剂按1:1:1:1:1:1的质量比配比而成。
2.根据权利要求1所述的一种二甲基甲酰胺废水生物处理方法,其特征在于,所述的步骤2.1~2.3菌种驯化过程中,进水pH为7-8,DMF在降解过程释放氨氮,pH上升,需调节pH至7-8;最佳DMF进水浓度为500-8000 mg/L。
3.根据权利要求1所述的一种二甲基甲酰胺废水生物处理方法,其特征在于,DMF在降解过程释放氨氮,pH上升,需调节pH至7-8;废水处理过程中采用酸性试剂或者碱性试剂调节pH,所述的酸性试剂为硫酸或盐酸,碱性试剂为氢氧化钠或氢氧化钙。
4.根据权利要求1所述的一种二甲基甲酰胺废水生物处理方法,其特征在于,所述的DMF专属复合菌和聚氨酯填料固载实施方式为:DMF专属复合菌按照10%的投加量分2-3批次投加入装有70%的聚氨酯填料反应池中,控制停留时间为24-72h,取样测定COD、DMF指标、氨氮的指标,DMF降解率大于90%后去除效果稳定5-10d,以500-1000 mg/LDMF浓度梯度逐步提高进水DMF浓度,每批换水50-60%,直至进水负荷为目标进水DMF浓度。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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